Biologische afbraakprocessen in het aquarium!

Inleiding

De bedoeling is een inzicht te krijgen in wat er zoal gebeurt met de voedselresten, de uitwerpselen van onze vissen en al het andere afgestorven organisch materiaal dat zich in het aquarium bevindt. Omdat het een ingewikkeld biochemisch proces betreft, zal bij de meeste mensen de maag al keren bij het lezen van de titel. Daarom zal hier getracht worden om, zowel op een verstaanbare manier als op een meer diepgaande basis, de deur tot deze toch wel boeiende wereld een beetje te openen. Het is namelijk niet zozeer voor uzelf maar voor de welstand van uw vissen en planten van groot belang dat de kwaliteit van het water waarin zij leven optimaal is. Omdat zij daarvoor van hun verzorger afhankelijk zijn, kan het hen alleen maar ten goede komen, als u begrijpt wat zich in hun leefmilieu afspeelt. Het is onmogelijk om deze afbraakprocessen te bespreken zonder de scheikundige toer op te gaan, maar ik zal trachten dit (logischerwijze) moeilijke probleem te omzeilen door op een zo eenvoudig mogelijke manier enkel de meest belangrijke stappen te omschrijven. Er bestaat geen wezenlijk verschil tussen de afbraak in zeewater of zoetwater, zodat het voor iedereen als leiddraad kan dienen.

Bronnen van organische verontreiniging

Met bronnen van organische verontreiniging of afvalstoffen van organische oorsprong worden alle stoffen bedoeld die afkomstig zijn van dode of afstervende organismen. Deze organismen zijn hoofdzakelijk uit de chemische bestanddelen koolstof (C), zuurstof(O) en waterstof(H) opgebouwd. Voedselresten, uitwerpselen van vissen en lagere dieren, afstervende planten, dode vissen en niet te vergeten afstervende bacteriën, vormen de voornaamste bronnen. Eén ding hebben al deze bronnen gemeen in hun opbouw: ze bevatten allemaal koolhydraten, eiwitten en vetten (in verschillende verhoudingen naargelang de soort). Het zijn deze drie factoren die de organische verontreiniging van het water in hoofdzaak zullen bepalen. Mochten deze stoffen onveranderd in het water blijven bestaan, dan zou dit al snel giftig worden voor onze dieren. Gelukkig bestaan er een groot aantal verschillende soorten bacteriën die deze stoffen afbreken tot niet zo veel schadelijke stoffen. In de natuur zullen deze dan dienen als voedingsstoffen voor de planten en krijgt men het zogenaamde "biologisch evenwicht". Het is echter een utopie te denken dat in een aquarium dit biologisch evenwicht kan bereikt worden, daarvoor is deze veel te klein. We moeten er dus ook rekening mee houden dat de restanten van de afbraak zich in het aquarium zullen opstapelen.

Wat zijn koolhydraten, eiwitten en vetten?

Deze beschrijving heeft niet tot doel een volledig overzicht te geven van al de voorkomende verbindingen, maar enkel een inzicht te krijgen in wat deze stoffen zoal betekenen in de natuur en dan vooral in ons aquarium. Voor gedetailleerde informatie raadpleegt men best de speciale literatuur.

Koolhydraten

Koolhydraten vormen een grote groep organische verbindingen die leveranciers zijn van de voor het leven benodigde energie en als zodanig het belangrijkste voedingsbestanddeel vormen van vele dieren en mensen. In planten worden zij gevormd door de fotosynthese uit koolstofdioxide(CO2) en water (H2O). In andere organismen ontstaan zij uit wat complexere koolstofverbindingen. Het zijn min of meer lange atoomketens met een algemene formule. Enkele gekende koolhydraten zijn zetmeel, druivesuiker en glucose.

Vetten

Vetten zijn verbindingen die zowel in het dieren- als het plantenrijk veel voorkomen. Zij zijn onoplosbaar in water. Hun naam duidt op zalfachtige tot harde substanties die vetzuren bevatten. De gewone vetten zijn opgebouwd uit koolstof(C), waterstof(H) en zuurstof(O). Enkele speciale vetten bevatten ook stikstof(N), fosfor(P) en zwavel(S), maar deze zijn hier van niet zo veel belang. Vetten komen in de natuur vooral voor als opslagvorm van chemische energie, maar zij maken ook een groot deel uit van de celmembranen van dieren en planten.

Eiwitten

Eiwitten zijn voor de aquariaan wel de belangrijkste bron van verontreiniging van het water, omdat zij het element stikstof(N) in relatief grote hoeveelheden bevatten. De eiwitten of proteïnen vormen in de natuur een zeer grote groep (honderdduizend verschillende) van lange (hoogmoleculaire) verbindingen, met sterk uiteenlopende eigenschappen, die betrokken zijn bij alle belangrijke processen in de levende natuur. Waarom dat zo is, is hier niet belangrijk; wel belangrijk is het feit dat zij zijn opgebouwd uit ongeveer twintig soorten aminozuren en het zijn juist deze aminozuren die het element stikstof bevatten. Bij de spijsvertering worden de eiwitten terug afgebroken in aminozuren en deze worden dan door mens en dier gedeeltelijk terug gebruikt voor de opbouw van de eigen eiwitten.

Wat gebeurt er met deze stoffen?

Als zij opgegeten worden

Het overgrote deel van het voedingsmiddelen bestaat dus uit deze drie groepen van voedingsbestanddelen. Afhankelijk van de aard van het voedingsmiddelen zullen de verhoudingen wel verschillen, maar dat heeft hier weinig belang. Via de verteringsprocessen, die we hier niet zullen bespreken, zetten de vissen (of lagere dieren) deze stoffen geheel of gedeeltelijk om in afvalstoffen. De koolhydraten en vetten, die (bijna) volledig uit koolstof, zuurstof (O2) en waterstof bestaan, zullen voornamelijk omgezet worden in CO2 en H2O. Deze stoffen zullen hoofdzakelijk langs de kieuwen de vis verlaten. In een aquarium met een goede oppervlaktebeweging (doorluchtig), zal de C02 verwijderd worden aan het wateroppervlak en zal de waterkwaliteit dus niet merkelijk beïnvloeden. Anders is het gesteld met de eiwitten die door onze vissen verorberd worden, zij bevatten namelijk de stikstof. De eiwitten komen in het spijsverteringsstelsel van de vissen, maar de vertering is een relatief traag proces bij koudbloedige dieren. Door verschillende redenen zal een groot deel ervan helemaal niet verteren. Enkele van deze redenen zijn overvoedering (niet steeds uw schuld maar ook te wijten aan de "voederjaloezie" - zien eten doet eten - tussen de vissen onderling), het niet zo veel actief zijn van de vissen in een aquarium (vb. door het ontbreken van vijanden waarvoor zij moeten vluchten) en het niet de hele dag door voedingsmiddelen moeten zoeken (waardoor zij steeds slechts kleine hoeveelheden voedingsmiddelen tot zich kunnen nemen). Door het trage spijsverteringssysteem zullen de nieuwe voedselhoeveelheden de nog niet verteerde uit het maagdarmkanaal duwen. De vis zal dus onverteerde eiwitten terug lees verder